探索基于fpga实现的扩频通信系统

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1、西南交通大学硕士学位论文基于FPGA实现的扩频通信系统姓名：陆涛申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：汪晓宁20030601西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要扩频通信系统与常规的通信系统相比，具有很强的抗人为干扰，抗窄带干扰，抗多径干扰的能力。并具有信息隐蔽、多址保密通信等特点。目前己从军事领域向民用领域发展。本论文主要讨论和实现了基于FPGA的扩频通信信号的基带处理。论文对扩频通信系统和FPGA设计方法进行了相关研究，尤其是对FPGA设计中的一些非常重要的严格同步问题进行了研究。最后用xilinx公司的最新的FPGA开发平

2、台ISE4实现了一个基带扩频通信系统。整个系统分为二部分，发送部分和接收部分。发送部分主要有串并处理、差分编码、PN码扩频、QPSK调制等模块。接投部分主要有数字下变频、数字匹配滤波器、积分清洗、功率检测、符号跟踪处理、差分解调、并串处理、自动频率跟踪处理等模块。本论文工作的重点是在ISE4开发平台上具体实现这个扩频系统，并对系统中的每个模块和整个系统进行相应的功能仿真和时序时延仿真。论文的第一章介绍了扩频系统的特点以及相关扩频芯片的国内外发展现状，并介绍了本论文的研究思路和内容。第二章主要介绍了论文所涉及的一些理论背景。主要是扩频系统的相关解

3、扩、基带解调、同步以及扩频系统中的调制与解调技术。同时还介绍了用来实现这些模块的硬件描述语言—．ⅦDL和Xilinx公司的ISE4开发平台。第三章给出了扩频通信系统的总体设计和发射及接收子系统的各个功能模块的实现分析以及在ISE4上的实现细节。并进行了功能仿真和时序时延仿真，给出了仿真结果。第四章主要介绍了在ISE4上实现本系统时遇到的问题和解决的办法。重点讲述了FPGA设计中的严格同步问题，以及本人在ISE4中应用VHDL进行设计时一些经验总结。第五章主要是对论文工作的一些总结和对今后工作的展望。附录中是论文中所有的源代码和底层的SCH(Sc

4、hematicsheet)详细设计图。关键词：扩频通信，QPSK，FPGA，ISE4，功能仿真，时序时延仿真西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractThespreadspectrum(Ss)communicationsystemhasstrongerabilityofresistingjamming，narrowband，andmultipathinterferencethanthatoftheconservationcommunicationsystems．Anditalsohasthecharacteristicsoflowp

5、robabilityofinterceptandmultipleaccesssecurecommunication．Nowadays，theSStechnologyhasexpandedfromthemilitaryfieldtothecommercialfield．ThisthesisprimarilydiscussedthebasebandprocessingofSScommunicationsignalbasedfieldprogrammablegatearray(FPGA、ASICchip．ThedesigntechniqueofFPG

6、ArelatedtoSScommunicationsystemhasbeendiscussedinthisthesis．Especially，thestrictsynchronouswhichisimportantinFPGAdesignhasbeendiscussed．Finally,theSSbasebandcommunicationsubsystemhasbeendesignedandimplementedbasedontheFPGAdevelopmentplatformISE4belongingtotheU．S．XilinxCompan

7、y．ThetotalsystemcanbedividedjntotWOparts，i。etransmitterandreceiverunit．Thetransmitterunitmainlyconsistedofthedibit-to—serialconversion，differentialeucoder,PNcodegeneratorandQPSKmodulatorandSOon．Thereceiverunitmainlyconsistedofthedigitaldownconverter,matchedfilter，integration

8、anddumpmodule，powerdetector,symboltrackingprocessor，differentialdemodulator